CN205623042U - 基于铝基板的模块电源新型结构 - Google Patents

Abstract

基于铝基板的模块电源新型结构，包括一块铝基板，还包括塑胶的与铝基板形状相应的环形围框和塑胶上盖，铝基板的上端四角各设置一个竖直向上的带齿螺柱，环形围框的内侧四角各设置一个与带齿螺柱相应的固定通孔，塑胶上盖的上端四角各设置一个与带齿螺柱相应的密封通孔；环形围框通过带齿螺柱压接到铝基板上，铝基板上形成胶层，PCB板与胶层固定，塑胶上盖通过带齿螺柱压接到铝基板上。这种结构可以查检注入导热胶的量和面积，有效地减少导热胶的用量，从而降低模块的重量和生产成本。

Description

基于铝基板的模块电源新型结构

技术领域

本实用新型涉及一种散热结构，特别是涉及一种兼顾固定的散热结构。

背景技术

高温对功率密度高的电源模块的可靠性影响极其大。高温会导致电解电容的寿命降低，变压器漆包线的绝缘特性降低，晶体管损坏，材料热老化，焊点脱落等现象。有统计资料表明，电子元件温度每升高2℃，可靠性下降10％。对于电源模块的热设计，它包括两个层面：降低损耗和改善散热条件。一、元器件的损耗,损耗是产生热量的直接原因，降低损耗是降低发热的根本。电源模块热设计的关键器件一般有：MOS管、二极管、变压器、功率电感、限流电阻等。其损耗如下：

1、MOS管的损耗：导通损耗、开关损耗(开通损耗和关断损耗)；

2、整流二极管的损耗：正向导通损耗；

3、变压器、功率电感：铁损和铜损；

4、无源器件(电阻、电容等)：欧姆热损耗。

要评估的电阻一般有MOS管的限流检测电阻、MOS管的驱动电阻等。限流电阻一般使用1206或更大的封装，多个并联使用。驱动电阻的损耗也需要考虑，否则可能导致温升过高。长期工作或高温环境下，极易出现电阻烧坏、模块损坏的问题。

PCB的铜皮面积、铜皮厚度、板材材质、PCB层数都影响到模块的散热。常用的板材FR4(环氧树脂)是很好的导热材料，PCB上元器件的热量可以通过PCB散热。特殊应用情况下，也有采用铝基板或陶瓷基板等热阻更小的板材。PCB的布局布线也要考虑到模块的散热.

功率元件背面敷铜平面散热，并用“热孔”将热量从PCB的一面传到另一面。热孔的孔径应很小，大约0.3mm左右，热孔的间距一般为1mm～1.2mm。功率元件背面敷铜平面加热孔的方法，可以起到很好的散热效果，降低功率元件的表面温升。采用背面敷铜平面加热孔方法后，MOS管与背面的铜平面的温差大大减小，热孔的传热性能良好。

灌封胶又称电子胶，是一个广泛的称呼。用于电子元器件的粘接,密封,灌封和涂覆保护。灌封胶在未固化前属于液体状，具有流动性，胶液黏度根据产品的材质、性能、生产工艺的不同而有所区别。灌封胶完全固化后才能实现它的使用价值，固化后可以起到防水防潮、防尘、绝缘、导热、保密、防腐蚀、耐温、防震的作用。电子灌封胶种类非常多，从材质类型来分，目前使用最多最常见的主要为3种，即环氧树脂灌封胶、有机硅树脂灌封胶、聚氨酯灌封胶。

灌封是聚氨脂树脂的一个重要应用领域。已广泛地用于电子器件制造业，是电子工业不可缺少的重要绝缘材料。

灌封就是将液态聚氨脂复合物用机械或手工方式灌人装有电子元件、线路的器件内，在常温或加热条件下固化成为性能优异的热固性高分子绝缘材料。

它的作用是:强化电子器件的整体性，提高对外来冲击、震动的抵抗力；提高内部元件、线路间绝缘，有利于器件小型化、轻量化；避免元件、线路直接暴露，改善器件的防水、防潮性能。环氧灌封胶应用范围广，技术要求千差万别，品种繁多。从固化条件上分有常温固化和加热固化两类。从剂型上分有双组分和单组分两类。

常温固化环氧灌封胶一般为双组分，灌封后不需加热即可固化，对设备要求不高，使用方便。缺点是复合物作业黏度大，浸渗性差，适用期短，难以实现自动化生产，且固化物耐热性和电性能不很高。一般多用于低压电子器件灌封或不宜加热固化的场合使用。与双组分加热固化灌封胶相比，突出的优点是所需灌封设备简单，使用方便，灌封胶的质量对设备及工艺的依赖性小。

加热固化双组分环氧灌封胶，是用量最大、用途最广的品种。其特点是复合物作业黏度小,工艺性好，适用期长，浸渗性好，固化物综合性能优异，适于高压电子器件自动生产线使用单组分环氧灌封料，是国外发展的新品种，需加热固化。

室温硫化硅橡胶或有机硅凝胶用于电子电气元件的灌封，可以起到防潮、防尘、防腐蚀、防震的作用，并提高使用性能和稳定参数，其在硫化前是液体，便于灌注，使用方便。应用有机硅凝胶进行灌封时，不放出低分子，无应力收缩，可深层硫化，无任何腐蚀，透明硅胶在硫化后成透明弹性体，对胶层里所封装的元器件清晰可见，可以用针刺到里面逐个测量元件参数，便于检测与返修。也有不透明的灰色或者黑色的，使用范围不同颜色不同。

室温硫化的泡沫硅橡胶用于电子计算机内存储器磁芯板，经震动、冲击、冷热交变等多项测试完全符合要求。加成型室温硫化硅橡胶的基础上制得的耐燃灌封胶，用于电视机高压帽及高压电缆包皮等制品的模制非常有效。对于不需要进行密闭封装或不便进行浸渍和灌封保护时，可采用单组分室温硫化硅橡胶作为表面涂覆保护材料。一般电子元器件的表面保护涂覆均用室温硫化硅橡胶，用加成型有机硅凝胶进行内涂覆。玻璃树脂涂覆电子电器及仪表元件的应用较为广泛。

如图1和图2所示，目前很多DC/DC电源模块是采用铝基板底座和一个塑胶盖组成。DC/DC电源模块通常需要内部注入导热胶，但这种结构方式难于查检注入导热胶的量和面积，注入太少达不到导热效果，注入太多会引起导热胶膨胀导致外壳变形；一旦胶粘连接后没法将其再拆除，无法进行再维护。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于铝基板的模块电源新型结构，用于解决导热材料塑形过程中无法有效观察缺陷，塑形后影响维护的技术问题。

本实用新型的基于铝基板的模块电源新型结构，包括一块铝基板，还包括塑胶的与铝基板形状相应的环形围框和塑胶上盖，铝基板的上端四角各设置一个竖直向上的带齿螺柱，环形围框的内侧四角各设置一个与带齿螺柱相应的固定通孔，塑胶上盖的上端四角各设置一个与带齿螺柱相应的密封通孔；

环形围框通过带齿螺柱压接到铝基板上，铝基板上形成胶层，PCB板与胶层固定，塑胶上盖通过带齿螺柱压接到铝基板上。

所述塑胶上盖上开设夹持通孔，在夹持通孔中薄铝板，在薄铝板下端涂覆散热硅胶层，形成复合散热层。散热硅胶层与PCB板直接接触。

本实用新型的基于铝基板的模块电源新型结构可以先注入导热胶再安装塑胶上盖可以有效控制注入导热胶的量和面积，同时通过将塑胶上盖卡接到带齿螺柱，这样不仅连接牢靠，而且可以拆除塑胶上盖进行维护。这种结构可以查检注入导热胶的量和面积，有效地减少导热胶的用量，从而降低模块的重量和生产成本。

附图说明

图1为现有技术的DC/DC电源模块的基本结构分解示意图；

图2为现有技术的DC/DC电源模块的基本结构组合示意图；

图3为本实用新型基于铝基板的模块电源新型结构的分解示意图；

图4为本实用新型基于铝基板的模块电源新型结构的装配过程示意图一；

图5为本实用新型基于铝基板的模块电源新型结构的装配过程示意图二；

图6为本实用新型基于铝基板的模块电源新型结构的装配过程示意图三；

图7为本实用新型基于铝基板的模块电源新型结构的组合示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。

如图3所示，本实施例包括一块铝基板01，呈矩形，铝基板01的上端四角各设置一个竖直向上的带齿螺柱02；

还包括一个塑胶的与铝基板01形状相应的环形围框03，环形围框03的内侧四角各设置一个与带齿螺柱02相应的固定通孔04；

如图6所示，还包括一个塑料的与铝基板01形状相应的塑胶上盖05，塑胶上盖05的上端四角各设置一个与带齿螺柱02相应的密封通孔06；

如图4、图5、图6和图7所示，模块结构采用铝基板、环形围框和塑胶上盖组成。环形围框通过带齿螺柱压接到铝基板上，进行注胶形成胶层，可以将铝基板完全注胶并可以很好地查检和控制注胶量。注胶好后再将上层PCB板通过插针连接安装到铝基板，与胶层固定，最后将塑胶上盖通过带齿螺柱压接到铝基板上，形成模块。如果需维护模块，由于塑胶上盖没有带胶连接，只要将压接的塑胶上盖拆除后便可对上层PCB板进行维护。

塑胶上盖05上开设夹持通孔，在夹持通孔中固定薄铝板，在薄铝板下端涂覆散热硅胶层，形成复合散热层。散热硅胶层与PCB板直接接触，元件的热量一部分可以通过散热硅胶层由薄铝板快速带出，提高散热效率。在薄铝板上端形成粗糙表面，形成热辐射更有效的辐射体。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (2)

1.基于铝基板的模块电源新型结构，包括一块铝基板(01)，其特征在于：还包括塑胶的与铝基板(01)形状相应的环形围框(03)和塑胶上盖(05)，铝基板(01)的上端四角各设置一个竖直向上的带齿螺柱(02)，环形围框(03)的内侧四角各设置一个与带齿螺柱(02)相应的固定通孔(04)，塑胶上盖(05)的上端四角各设置一个与带齿螺柱(02)相应的密封通孔(06)；

环形围框通过带齿螺柱压接到铝基板上，铝基板上形成胶层，PCB板与胶层固定，塑胶上盖通过带齿螺柱压接到铝基板上。

2.如权利要求1所述的基于铝基板的模块电源新型结构，其特征在于：所述塑胶上盖(05)上开设夹持通孔，在夹持通孔中固定薄铝板，在薄铝板下端涂覆散热硅胶层，形成复合散热层，散热硅胶层与PCB板直接接触。